[发明专利]基于单线激光雷达平衡装置的家用割草机器人

说明书

本发明公开了一种基于单线激光雷达平衡装置的家用割草机器人，包括机体、设置于机体上的激光雷达和激光雷达高度自动调节装置、用于控制激光雷达高度自动调节装置的控制装置，所述机体上设置有用于保持激光雷达平衡状态的平衡装置。本发明通过在割草机器人上设置平衡装置，当割草机器人运动时，激光雷达不会因为俯仰角与滚动角运动导致晃动，因为无刷电机与配重的总重量大于激光雷达的重量，又因为激光雷达受到的作用点力直接作用在激光雷达的重心上，所以可以实现激光雷达始终平衡状态，解决了单线激光雷达在草坪环境中检测时无法实现平衡状态的问题，避免了因激光雷达误判障碍物位置而出现漏检或碰撞的情况。

技术领域

本发明属于智能割草设备技术领域，具体涉及一种基于单线激光雷达平衡装置的家用割草机器人。

背景技术

在校园草坪及别墅区草坪的日常维护中，利用割草机器人可以极大地提升工作效率，因此在国内外被广泛应用，但是割草机器人在花丛与树木较多环境下作业时，由于传感器的不稳定性易发生漏检及避障失效。为了降低割草机器人的漏检率及提高其避障能力，在其身上加装了高性能传感器的检测装置，并对割草机器人的稳定性展开了研究。然而，GPS只能在大面积范围且障碍物较少场地中使用，但很难在障碍物较多的场地中使用。因此，选用多线激光雷达可实现三维立体感知，但是经济成本较高，不适合用于家用割草机器人。

专利号为2021106606320的专利文献，公开了“一种基于单线激光雷达自动升降装置的家用割草机器人、系统以及建图方法”，其利用SLAM算法与2D激光雷达升降控制融合，实现了2D激光雷达高度的无极调节，提高了建立的二维栅格地图的精确度，解决了单线激光雷达不能实现多平面感知的问题，但是该方案在实际应用当中，存在的问题是，由于对单线激光雷达的位置稳定性没有准确保证，在凹凸不平的草坪中单线激光雷达受到颠簸容易出现晃动的情况，这样便极大的影响了检测效果。

所以，需要一个新的方案来解决这个问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的单线激光雷达在草坪环境中检测时无法实现平衡状态的问题，提供一种基于单线激光雷达平衡装置的家用割草机器人，能够确保单线激光雷达在复杂环境的检测过程中能够保持水平平衡状态，从而保证了激光雷达的良好检测效果，家用割草机器人的使用效果得到了保障。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于单线激光雷达平衡装置的家用割草机器人，包括机体、设置于机体上的激光雷达和激光雷达高度自动调节装置、用于控制激光雷达高度自动调节装置的控制装置，所述机体上设置有用于保持激光雷达平衡状态的平衡装置。

进一步地，所述平衡装置包括无刷电机、电机驱动板和导管组件，所述导管组件连接在机体的雷达架上，所述激光雷达和电机驱动板设置于导管组件上，所述无刷电机位于激光雷达的正下方，所述电机驱动板连接着无刷电机用于控制无刷电机转动，所述无刷电机上设置有若干扇叶，所述无刷电机用于实现扇叶的匀速旋转，扇叶的匀速旋转是为了使激光雷达达到平衡状态。

进一步地，所述导管组件包括第一导管、第二导管、两个第三导管、两个第四导管、两个第五导管、第六导管，第一导管的两端设置有第一轴承和第二轴承，第一导管通过第一轴承连接着连接头，通过第二轴承连接着第二导管，第二导管通过两个第三轴承分别连接着两个第三导管，第四导管通过第四轴承和第五轴承分别连接着第三导管和第五导管，第六导管通过两个第六轴承分别连接着两个第五导管，电机驱动板设置于第二导管上，激光雷达通过连接座设置于第六导管上，无刷电机设置于第六导管底部位于激光雷达的正下方处。

进一步地，所述导管下方设置有用于确定激光雷达重心位置的配重，所述配重与无刷电机的重量和大于激光雷达的重量，当力量作用在系统重心上的时候，因为惯性力的关系，系统不会晃动。